科学家找到了锂电池退化的降解机制，而且还设计了检测的好方法

2021年9月10日消息，一个国际研究团队设计了一种方法来检测锂离子电池的降解机制。

锂离子(Li-ion)电池因其在长寿命循环和能量密度方面的巨大潜力而被视为电池技术未来的巨大希望。然而，退化是锂离子电池最严峻的挑战之一。为了消除退化并延长使用寿命，科学家们首先需要找出导致锂离子电池退化的原因。

在Energy&EnvironmentalMaterials上发表的一篇论文中，萨里大学与TESCANBrno、sro（扫描电子显微镜和相关带电粒子束仪器的全球领先供应商）和橡树岭国家实验室一起解释了一种新的检测方法并研究锂离子的降解机制。

该团队使用集成表征平台直接观察电池电极内部。该平台基于双光束电子显微镜，并附有质谱设备。

集成氙离子等离子体FIB铣削和ToF-SIMS技术。a)循环NMC电极的第一步Xe+PFIB铣削示意图，以及横截面界面的SEM图像（插图，蓝色框，比例尺：40μm）。（灰色层：带有SEI的外表面，黄色层：外部SEI下方的次表面。）b）循环NMC阴极横截面界面上所选区域（红色框）的集成ToF-SIMS表征示意图，和所选区域的SEM图像（插图，红色框，比例尺：10μm）。c)ToF-SIMS表征获得的质谱图，以及二次离子的指数图解。d)上述检测区域在循环NMC电极横截面界面上的锂化学映射（从100个断层扫描框架中整合，相当于从横截面界面起30nm的总纵向深度）。信用：DOI：10.1002/eem2.12221

使用该平台，该团队能够研究锂离子电池（NMC阴极和石墨阳极）中广泛使用的电极的行为，并且该团队有史以来第一次能够观察到退化的发生。这些观察结果可以让科学家对锂离子电池的性能进行改进，从而在未来得到改进。

萨里大学项目联合负责人赵云龙博士说：“如果锂离子电池要通过各种应用在我们的日常生活中发挥不可或缺的作用来发挥其潜力，那么科学社区需要识别和研究其降解过程中的复杂反应。我们的方法可能是使锂离子电池提高能量密度的基石。”

萨里大学的项目联合负责人TanSui博士说：“我们才华横溢的科学家团队受到开发一种方法的前景的推动，这种方法有朝一日可以让锂离子电池在一个更绿色的星球上发挥主导作用。我们对未来可能带来的东西感到兴奋。”